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上位机使用说明 ​

Revo 3 提供功能完备的正式桌面客户端工具以及随 SDK 附带的轻量调试 GUI。正式桌面工具支持设备拓扑连接、整手 21 电机状态监测、多模式运动控制、高阶轨迹示教、传感器高精度标定以及 OTA 固件升级；SDK GUI 则主要用于开发环境验证与代码联调。

说明

本文档的功能界面图示、配置参数与操作流程均以 Revo 3 正式桌面工具 为基准。

1. 获取与启动 ​

1.1 下载正式桌面客户端（推荐） ​

用于日常调试、电机限值设定、动作序列编排、传感器标定和固件升级。

1.2 启动 SDK 轻量调试 GUI ​

用于 SDK 开发环境联调与通信验证，支持 --mock 模拟模式（无真机也可运行）。

bash
cd python
pip install -r requirements.txt

# 启动图形化 Qt 调试面板（支持 --mock 模拟模式）
python gui/main.py

2. 软件界面总览 ​

Revo 3 桌面工具采用模块化布局，主要划分为以下四大功能区：

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 顶部快捷栏：端口连接 (Connect) ｜ 急停/恢复 (E-Stop) ｜ 语言切换  │
├─────────────────┬───────────────────────────────────────────┤
│ 左侧状态面板     │ 右侧主工作区 (Core Tabs)                    │
│ • 设备 SN/固件  │ • 手指控制 (Finger Control)               │
│ • 总电压 / 电流 │ • 动作序列 (Action Sequence)              │
│ • 总功率 / 温度 │ • 示教模式 (Teaching Mode)                │
│                 │ • 系统设置 (Settings)                     │
├─────────────────┴───────────────────────────────────────────┤
│ 底部日志栏：系统运行状态变更日志 ｜ 交互操作审计日志          │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
  1. 顶部快捷控制栏：
    • 连接控制（Connect）：配置串口号（Port）、波特率（默认 5 Mbps）与从站 ID（默认左手 126 / 右手 127），一键建立或断开通信连接。
    • 快速急停（E-Stop / Restore）：安全保护控制。紧急情况下点击可使所有 21 个电机立即下电释放，避免机构碰撞与硬件损坏；急停后按钮切换为“恢复（Restore）”，点击可重新使能电机。
    • 语言切换：支持中英文界面一键切换。
  2. 左侧设备状态面板（Hand Status）：
    • 设备静态信息：展示当前连接灵巧手的型号、出厂序列号（SN）、固件版本（FW）和硬件版本（HW）。
    • 系统级运行监控：实时监测主控板工作状态（正常/故障）、总工作电流 (mA)、总工作电压 (mV)、总消耗功率 (W) 及主板温度 (℃)。
  3. 右侧主工作区（Core Tabs）：
    • 手指控制（Finger Control）：单指与多指精细化动作控制、状态监控与限值配置。
    • 动作序列（Action Sequence）：多步动作轨迹的图形化编排、时间轴编辑与自动化执行。
    • 示教模式（Teaching Mode）：零阻力手动拖拽示教、运动轨迹实时录制与回放。
    • 设置（Settings）：总线通信配置、硬件开关矩阵、全局保护与零位标定。
  4. 底部日志面板（Log Panel）：
    • 系统日志（System Log）：记录系统状态流转、设备连接过程及异常告警代码。
    • 操作日志（Operation Log）：详细审计用户的每次参数调整与按钮下发操作，便于历史追溯。

3. 手指控制与实时监测 ​

手指控制页面（Finger Control）是灵巧手日常调试与动作验证的核心区域，提供分指管理、实时状态监控、多模式控制下发、波形分析与手势捕获。

3.1 分指切换与电机卡片 ​

通过顶部手指选择器可快速切换 拇指、食指、中指、无名指 与 小指，下方动态加载对应手指的关节电机卡片（如“拇指 DIP 关节 J18”）。每个电机卡片划分为三个独立控制区：

1. 实时状态监控 ​

  • 通信与故障诊断：卡片右上角显示电机在线状态指示灯、独立电机 SN 序列号以及实时故障诊断码（正常显示“无”）。
  • 遥测数据刷新：
    • 位置（Position）：当前关节真实物理角度（单位：°，精度 0.01°）。
    • 速度（Velocity）：当前真实旋转速度（单位：rpm）。
    • 电流（Current）：实时工作电流（单位：mA）。
    • 温度（Temperature）：电机内部实时温度（单位：℃）。

2. 安全极限阈值配置 ​

点击卡片右侧“锁定/解锁”图标可开启编辑权限，用于设置软件级安全限位：

  • 最小 / 最大位置 (deg°)：关节物理行程的软限位边界，防止超程干涉。
  • 最大速度 (rpm)：限制该电机的最高运行转速。
  • 持续电流 (mA)：限制电机的持续工作电流，超限时触发过流保护。

修改参数后，需点击页面下方的 【应用参数（Apply Params）】 按钮批量保存并下发至手部。

3. 实时控制模式下发 ​

在模式下拉框中可自由选择目标控制策略：

控制模式配置参数特性与适用场景
MIT 力位混合模式目标位置 (pos)、目标速度 (vel)、Kp (刚度)、Kd (阻尼)、前馈力矩 (torque)兼顾定位精度与环境柔顺性，支持动态阻抗调节，适用于人机协作、抓取装配与强化学习迁移。
电流模式目标工作电流 (current)纯电流闭环控制，关节具备完全柔顺特性，适用于外力示教、零阻力拖拽与柔性贴合。
位置（轨迹）模式目标位置 (pos)、加减速规划参数内置平滑轨迹规划，消除超调与运动顿挫，适用于高精度定点复位与标准化动作。

支持直接拖动滑条或在输入框微调数值，灵巧手关节将产生即时的物理动作响应。

3.2 高阶调试与辅助功能 ​

  • 一键张开（Open）：将当前选中手指的所有关节角度快速复位到 0°，手指完全舒展。
  • 动态波形（Waveform）：弹出独立的多通道实时波形窗口，以 200 Hz 动态绘制各关节电机的 位置、速度与电流 实时曲线，便于分析动态响应与控制品质。
  • 捕获到序列（Capture to Sequence）：在调出满意的抓取姿态后，点击此键将当前全手 21 个电机的实时角度一键捕获，并作为新步骤直接插入到“动作序列”页面中。
  • 数据录制与可视化（Record & Visualize）：
    • 支持将全手电机实时运行数据（时间戳、角度、转速、电流、温度等）以 CSV 格式保存到本地；
    • 提供数据可视化工具，支持导入历史 CSV 文件生成多维波形图与回放对比。

4. 动作序列与示教 ​

4.1 动作序列编排（Action Sequence） ​

动作序列页面支持图形化编排复杂的多步骤抓取动作：

  1. 添加关键帧：通过“手指控制”页面的【捕获到序列】或手动输入各关节目标角度添加动作步骤。
  2. 配置过渡参数：为每一步动作单独设置运动时间（Duration, ms）、等待延时（Delay, ms）与插值平滑策略。
  3. 单步与连续运行：支持单步执行调试、多步连续循环播放，并可将动作序列方案导出为本地配置文件以便复用。

4.2 拖动示教（Teaching Mode） ​

  1. 进入示教状态：一键切换手部所有电机进入“零阻力柔顺电流模式”。
  2. 轨迹录制：手动拖动手指关节变换姿态，系统以高频采样记录关节角度运动流。
  3. 轨迹回放：停止录制后，可选择不同速度倍率进行高保真动作复现。

5. 系统设置与硬件配置 ​

设置页面（Settings）用于管理系统通信、硬件外设开关矩阵以及全局保护安全阈值。

5.1 通信与设备寻址 ​

  • 设备 ID（Device ID）：修改灵巧手的 Modbus 从站 ID（范围 1 ~ 247），默认左手为 126，右手为 127。输入新 ID 后点击右侧“应用”即可生效。
  • 波特率配置（Baudrate）：下拉选择 RS-485 总线波特率（默认推荐 5000000 bps / 5 Mbps），修改后自动写入非易失存储区。
  • 刷新状态（Refresh）：一键重新读取手部当前所有开关状态、限位参数与通信配置。

5.2 硬件外设开关矩阵 (Switch Controls) ​

根据实际集成需求开启或关闭特定硬件功能：

开关项默认状态功能说明
蜂鸣器（Buzzer）开启控制主控板声响告警提示（开机提示音、故障告警）。
振动电机（Vibration）开启控制手部触觉反馈振动模块的启闭。
状态显示屏（Touch Screen）开启控制手背/腕部状态液晶屏的供电与显示。
开机自动寻零（Auto Calibrate on Boot）关闭开启后，每次重新上电均会自动执行关节寻零和传感器对中。
广播 ID 响应（Broadcast ID）开启允许灵巧手响应地址为 0 的 Modbus 广播控制指令。
故障自动清除（Auto-reset Faults）开启发生过流、堵转等可恢复非致命故障时，系统自动尝试清除故障并恢复运行。

5.3 全局保护电流阈值 ​

  • 最大持续电流限制：设定全手所有电机的全局保护电流上限。当外部抓取负载阻力过大导致电流持续超限时，主控将自动限幅或保护断开，防止电机过热烧毁。

6. 零位与传感器标定（SOP） ​

零位标定是保证 21 关节角度精准控制的关键工序。当更换电机、拆装机械结构或发现关节角度存在物理零偏时，需执行以下标准标定流程。

⚠️ 物理寻零安全操作规程（SOP）

请严格按照以下 4 步顺序进行物理零位标定，禁止在电机高刚度使能状态下强行掰动关节：

  1. 第 1 步：释放电机使能
    点击【释放使能（Disable Motors）】，确保所有手指处于完全断电可自由滑动的状态。
  2. 第 2 步：手动对准物理 0° 绝对基准
    手动将 5 根手指完全舒展拉直，与手掌平面平行，各指侧摆归零，摆放至期望的物理 0° 标准姿态。
  3. 第 3 步：重新使能锁定
    点击【使能锁定（Enable Motors）】，使电机重新进入位置保持状态，确保手指姿态固定不发生位移。
  4. 第 4 步：执行设置零位
    点击对话框中的 【设置零位（Set Zero）】 按钮，在二次确认弹窗中点击确认，系统将自动将当前各关节角度记录为绝对零点坐标。

6.1 21 电机偏置微调表 (Offset Tuning) ​

零位对话框内提供了 21 个电机（M1 ~ M21）的详细偏置参数表格：

  • Offset 微调 (0.01° 精度)：可针对个别关节微小的机械公差进行独立数值微调。
  • 设置偏移量（Set Offset）：将当前微调表中的参数批量写入灵巧手 Flash。
  • 读取偏移量（Read Offsets）：从手部读取当前保存的偏置参数并回显至表格。

6.2 其它系统级校准与恢复 ​

  • 手指位置校准（Finger Position Cal.）：命令系统自动对手指物理行程端点进行对齐自校准。
  • 电流传感器校准（Current Calibrate）：对 21 路电流采样通道执行零位偏置校准，消除测量零漂。
  • 清除电机故障（Clear Motor Error）：一键清除所有电机的临时保护锁止状态。
  • 恢复出厂设置（Factory Reset）：将所有参数、开关及限位恢复为出厂默认值。
  • 软件重启（Software Restart）：远程命令主控板执行软复位，重启期间上位机自动挂起并在重连后恢复监控。

7. 固件升级 (OTA DFU) ​

上位机支持通过总线对灵巧手主控及电机执行在线固件升级（OTA）：

  1. 点击菜单栏 【工具】 ➔ 【固件升级 (OTA)】 打开升级窗口；
  2. 点击“浏览”选择对应型号的 .bin 固件安装包；
  3. 点击“开始升级”，上位机将分块校验并烧录固件至板载 Flash（升级过程中进度条将实时刷新）；
  4. 烧录完成后，系统将自动软重启并应用最新固件。

⚠️ 固件升级安全须知

  • SKU 型号匹配：固件与硬件型号严格对应，升级前请核对硬件版本，严禁刷入不匹配的固件。
  • 供电稳定性保障：升级过程中请确保 24V 供电稳定可靠，严禁在升级烧录期间拔除电源线或断开通信线缆，否则可能导致 Bootloader 损坏。

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